隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，以及人工智能、虛擬/增強現(xiàn)實、物聯(lián)網(wǎng)等新型技術的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。據(jù)Cisco預測，截至2021年，全球數(shù)據(jù)中心的IP流量將會增長至20.6ZB，而99%的網(wǎng)絡流量都與數(shù)據(jù)中心有關?？梢娀ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務對數(shù)據(jù)中心的依賴程度越來越高，而且數(shù)據(jù)中心的流量也不再僅限于南北向流量，數(shù)據(jù)中心之間的同步、災備、虛擬機遷移，以及數(shù)據(jù)中心云化、并行計算等新需求的出現(xiàn)，使數(shù)據(jù)中心東西向流量迅速增加，未來數(shù)據(jù)中心的東西向流量和占比還會持續(xù)增加，可能會占到80%以上。

數(shù)據(jù)中心互聯(lián)成為迫切需求

互聯(lián)網(wǎng)流量特別是跨數(shù)據(jù)中心的流量增長，使得數(shù)據(jù)中心互聯(lián)成為迫切需求，而且大帶寬的互聯(lián)需求會越來越多。從電信運營商數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的情況來看，目前對于城域網(wǎng)范圍可以基于傳輸專線提供獨占帶寬的DCI服務，也可以利用163/IP城域網(wǎng)提供共享帶寬的DCI服務；對于跨骨干的DCI服務或與天翼云的連接，則通過延伸交換機連接到骨干DCI/CN2，底層采用波分系統(tǒng)承載需求。

對于城域范圍的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，上述方式目前可以滿足幾Mbit/s到100Gbit/s的帶寬需求，但運營商一般對于構(gòu)建DC互聯(lián)網(wǎng)絡的驅(qū)動力不足，主要是在客戶提出需求時，根據(jù)客戶的需求來提供相應的傳輸專線服務，如MSTP、OTN，對于需求不高或考慮經(jīng)濟因素的中小企業(yè)客戶也可能采用MPLS VPN的方式來提供DCI服務。當DC互聯(lián)的需求流量不大時，開通專線的方式可以滿足需求，但是考慮到大帶寬流量需求，運營商也正在考慮成本更低的方式來滿足業(yè)務承載。

與電信運營商不同的是，在數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)方面，大型互聯(lián)網(wǎng)廠商處于領跑地位。由于DC東西向流量需求的驅(qū)動，很多大型互聯(lián)網(wǎng)選擇租用裸纖，采用自建波分系統(tǒng)的方式來滿足100G以上甚至T級別的DC互聯(lián)需求。在這種需求場景中，由于主要是點到點互聯(lián)，設備資源無法共享，所以成本較為敏感，并且希望可以按需快速部署；考慮到數(shù)據(jù)中心機房的機柜尺寸、通風散熱方式、供電方式等特點，對設備外觀和尺寸的要求也異于傳統(tǒng)波分設備；除此之外，也會對波分系統(tǒng)的管控提出要求，包括光、電層設備硬件參數(shù)的配置，性能數(shù)據(jù)的上報和分析、告警信息的獲取等。如何構(gòu)建低成本的、適用于DC互聯(lián)場景的波分系統(tǒng)，同時為其提供靈活的管控能力，是值得探索的問題。

開放與分解的光網(wǎng)絡來破局

構(gòu)建開放與分解的波分網(wǎng)絡，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的光層互聯(lián)，可能是解決上述問題的較好思路。2018年，ONF成立了ODTN（Open Disaggregated Transport Network）項目，該項目由運營商主導，旨在利用光電解耦的設備、開放且通用的標準和開源的軟件來構(gòu)建數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。ODTN項目希望分解網(wǎng)絡組件并提供開源軟件來控制多廠商設備，供應商可以專注于特定的組件而不必構(gòu)建完整的解決方案，達到加快創(chuàng)新和降低成本的目的，同時允許運營商自由選擇同類的最優(yōu)組件，規(guī)避供應商鎖定的問題。圖1為ODTN的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖1ODTN系統(tǒng)架構(gòu)圖

除ODTN以外，F(xiàn)acebook主導了致力于光和IP網(wǎng)絡中開放技術的OOPT(Open Optical & Packet Transport)項目 ，AT&T主導OpenROADM項目并定義了開放、分解的ROADM系統(tǒng)及相關的業(yè)務、網(wǎng)絡模型、設備和數(shù)據(jù)模型，圖2為OpenROADM的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖2 OpenROADM系統(tǒng)架構(gòu)圖

開放是縱向的解耦

開放是縱向的、控制平面和數(shù)據(jù)平面的解耦，可以引入SDN理念實現(xiàn)光網(wǎng)絡管控，達到軟件開放源碼、接口規(guī)范標準、數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一、控制轉(zhuǎn)發(fā)分離和網(wǎng)絡能力開放的目的。縱向的開放使SDN理念得以引入光網(wǎng)絡，同時也推動了設備的白盒化，因此可認為白盒化與SDN是相伴相生的。

在傳統(tǒng)模式下，廠商設備以黑盒的方式提供，是完全封閉的，由設備廠商提供設備，并由廠商私有網(wǎng)管控制設備，實現(xiàn)功能配置；接口私有化，設備的軟硬件更新迭代依賴于主流設備廠商的研發(fā)能力和市場策略。

而在完全開放實現(xiàn)SDN管控的情況下，設備可以由設備廠商或光器件廠商提供，設備內(nèi)部的光器件、模塊均可以通過統(tǒng)一接口被納管，控制粒度更細，需要針對主要器件的物理參數(shù)建立信息模型，并制定業(yè)界統(tǒng)一的接口規(guī)范，技術迭代也會更快。

傳統(tǒng)方式已經(jīng)受到挑戰(zhàn)，而完全開放的SDN管控目前還不具備條件，從實現(xiàn)設備商開放能力和運營商管控需求兩者匹配的角度而言，“灰盒”可能是目前的最佳選擇，即能力“部分開放”，由設備廠商提供設備，并按標準化接口開放能力，允許跨廠商統(tǒng)一納管。

分解是橫向的解耦

分解是橫向的、數(shù)據(jù)平面硬件之間的解耦，它可以達到硬件通用化和降低成本的目的，同時也可以避免廠商鎖定。根據(jù)分解程度的不同，可以分為部分分解和完全分解兩種方式：將電層的終端設備和光層的線路系統(tǒng)分解是部分分解；將網(wǎng)絡中的各個功能模塊均分解為獨立的設備被稱之為完全分解。

從目前的商用情況來看，主要還是以部分分解為主，即實現(xiàn)了光層與電層的解耦。比起完全分解的方式，部分分解的方式難度相對較小，目前階段可以作為傳輸系統(tǒng)分解的一種推薦方式，但是也需要解決諸如性能評估和運維管控等問題。從開放管控的角度來看，這種部分分解的設備形態(tài)，其實就是灰盒模式，所以無論從開放還是分解的角度來看，部分分解的灰盒模式更有利于商業(yè)化推動。

分解可以帶來設備形態(tài)上的變化，使機架和設備完全解耦，允許設備容量按需配置。另外，傳統(tǒng)通信機房的制冷系統(tǒng)能耗占比已經(jīng)超過設備的能耗占比，在散熱架構(gòu)和冷卻手段的應用上都落后于數(shù)據(jù)中心。

而且，分解后的設備可設計為刀片式，這種方式風道簡單、阻力小、能耗低、噪聲小，能夠更好地適應各種先進的數(shù)據(jù)中心冷卻方案，同時供電方式也由直流改為交流，更好地適應數(shù)據(jù)中心機房的供電。此外，將光模塊從板卡中分解出來，采用可插拔的方式設計，也屬于分解的一種，它可以驅(qū)動模塊廠商專注于模塊研發(fā)，減小模塊體積、降低模塊功耗，而設備廠商也可以減少整體研發(fā)投入，提升板卡集成度，降低板卡功耗。

運營商面臨機遇與挑戰(zhàn)

由于需求驅(qū)動的原因，率先致力于推動利用開放與分解的波分系統(tǒng)來構(gòu)建數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡的主要是大型的互聯(lián)網(wǎng)公司如騰訊、阿里等，盡管沒有公開數(shù)據(jù)，但可以預見未來加大投入的互聯(lián)網(wǎng)公司會越來越多，這種技術方案的開放、分解特性也使得更多光器件廠商、傳輸設備廠商直接參與進來。在此趨勢下，運營商也在積極開展相關設備和管控系統(tǒng)的測試與研究工作。

在互聯(lián)網(wǎng)流量持續(xù)增長的背景下，越來越多的互聯(lián)網(wǎng)公司會面臨TB/s級別的高速率數(shù)據(jù)中心互聯(lián)需求，波分系統(tǒng)的引入將成為未來數(shù)據(jù)中心互聯(lián)場景中的主要技術選擇。很多大型互聯(lián)網(wǎng)廠商在需求驅(qū)動下已經(jīng)開始著手自建波分系統(tǒng)，且出于打破廠商鎖定、降低建設成本、利于快速迭代、強化網(wǎng)絡管控等多方面考慮，傾向于選擇開放與分解的方式構(gòu)建光網(wǎng)絡，與芯片、器件廠商深度合作，實現(xiàn)光電解耦，多廠商統(tǒng)一管控。

這對于運營商來說是機遇也是挑戰(zhàn)。運營商在網(wǎng)絡領域有較為豐富的規(guī)劃建設和運營維護經(jīng)驗，面對客戶帶來的迫切的大帶寬需求，可以考慮針對數(shù)據(jù)中心互聯(lián)場景建設專用的波分傳輸系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心互聯(lián)波分系統(tǒng)建設的技術方案可以借鑒互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和國外運營商在光網(wǎng)絡開放和解耦方面的經(jīng)驗，結(jié)合電信運營商自身在網(wǎng)絡領域的建設和運維方面的優(yōu)勢，向著靈活解構(gòu)、全面管控的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)光網(wǎng)絡演進。

開放必定會帶來靈活性，分解必定會降低成本，利用開放與分解的光網(wǎng)絡來構(gòu)建數(shù)據(jù)中心光層互聯(lián)，會成為業(yè)內(nèi)越來越受關注的技術方向。